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一、纹理贴图
给三维物体穿衣服的动作，通常叫做给三维图形贴图，更专业地说叫纹理渲染。 渲染纹理的过程主要由三大项操作组成，分别说明如下：
（1）启用纹理的一系列开关设置
（2）计算材质的纹理坐标
（3）在三维图形上根据纹理点坐标逐个贴上对应的材质
三维物体的股价是通过三维坐标系表示的，每个点都有x，y，z三个方向上的坐标值，三维物体的纹理也需要通过纹理坐标来表达，但是纹理坐标并非三维形式而是二维形式，把三维的曲面剪开，然后摊平就可以得到平面式的坐标，因此纹理坐标的目的就是标记被摊平一副的二维坐标，从而将同属二维坐标系的一块块贴上去。
在OpenGL体系中，纹理坐标又称为UV坐标，通过两个浮点数组合来设置一个点的纹理坐标，其中U表示横轴，V表示纵轴，纹理坐标不关心物体的三维位置
实战效果如下 在三维地球仪的各个地方贴上了每个半球标志性的动物
南半球标志性动物企鹅~~
西半球标志性动物如下
东半球标志性动物如下
北半球标志性动物北极熊~~~
最后可以实现地球仪的转到功能，上面的动物贴纸也随着地球仪一起转动~~~
代码如下
Java类
package com.example.threed; import android.graphics.Bitmap; import android.graphics.BitmapFactory; import android.opengl.GLSurfaceView; import android.opengl.GLU; import android.opengl.GLUtils; import android.os.Bundle; import android.view.View; import android.widget.AdapterView; import android.widget.ArrayAdapter; import android.widget.Spinner; import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity; import com.example.threed.util.GlVertexUtil; import java.nio.FloatBuffer; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig; import javax.microedition.khronos.opengles.GL10; public class GlGlobeActivity extends AppCompatActivity { private GLSurfaceView glsv_content; // 声明一个图形库表面视图对象 private Bitmap mBitmap; // 声明一个位图对象 private int mType; // 地球仪的类型 private int mDivide = 40; // 将经纬度等分的面数 private int mRadius = 4; // 球半径 private int mAngle = 0; // 旋转角度 private List<FloatBuffer> mVertexList = new ArrayList<>(); // 顶点列表 private List<FloatBuffer> mTextureCoords = new ArrayList<>(); // 纹理列表 @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_gl_globe); initTypeSpinner(); // 初始化类型下拉框 // 从资源文件中获取平面世界地图的位图对象 mBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.mokatuo); // 计算球面顶点坐标 mVertexList = GlVertexUtil.getBallVertexs(mDivide, mRadius); // 计算球面材质坐标 mTextureCoords = GlVertexUtil.getTextureCoords(mDivide); glsv_content = findViewById(R.id.glsv_content); // 给OpenGL的表面视图注册三维图形的渲染器 glsv_content.setRenderer(new GlobeRender()); // 设置渲染模式。默认的RENDERMODE_CONTINUOUSLY表示持续刷新，RENDERMODE_WHEN_DIRTY表示只有首次创建和调用requestRender方法时才会刷新 glsv_content.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY); //glsv_content.requestRender(); // 主动请求渲染操作 } // 初始化类型下拉框 private void initTypeSpinner() { ArrayAdapter<String> typeAdapter = new ArrayAdapter<>(this, R.layout.item_select, typeArray); Spinner sp_type = findViewById(R.id.sp_type); sp_type.setPrompt("请选择球体贴图类型"); sp_type.setAdapter(typeAdapter); sp_type.setOnItemSelectedListener(new TypeSelectedListener()); sp_type.setSelection(0); } private String[] typeArray = {"东半球", "西半球", "北半球", "南半球", "转动地球仪"}; class TypeSelectedListener implements AdapterView.OnItemSelectedListener { public void onItemSelected(AdapterView<?> arg0, View arg1, int arg2, long arg3) { mType = arg2; if (mType == 4) { glsv_content.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_CONTINUOUSLY); // 设置渲染模式 } else { mAngle = 0; glsv_content.setRenderMode(GLSurfaceView.RENDERMODE_WHEN_DIRTY); // 设置渲染模式 glsv_content.requestRender(); // 主动请求渲染操作 } } public void onNothingSelected(AdapterView<?> arg0) {} } // 定义一个三维图形的渲染器 private class GlobeRender implements GLSurfaceView.Renderer { // 在表面创建时触发 @Override public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) { // 设置白色背景 gl.glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f); gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH); // 启用阴影平滑 // 启用某功能，对应的glDisable是禁用某功能 // GL_DEPTH_TEST用来开启更新深度缓冲区的功能，也就是，如果通过比较后深度值发生变化了， // 会进行更新深度缓冲区的操作。一旦启用它，OpenGL就可以跟踪在Z轴上的像素， // 这样，它只会在那个像素前方没有东西时，才会绘制这个像素。 // 在绘制三维图形时，这个功能最好启动，视觉效果比较真实。 gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST); // 除了深度测试，还可以开启以下功能 //gl.glEnable(GL10.GL_LIGHTING); // 开启灯照效果 //gl.glEnable(GL10.GL_LIGHT0); // 启用光源0 //gl.glEnable(GL10.GL_COLOR_MATERIAL); // 启用颜色追踪 gl.glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D); // 启用纹理。启用之后才能贴图 // 使用OpenGL库创建一个材质(Texture)，首先要获取一个材质编号（保存在textures中） int[] textures = new int[1]; gl.glGenTextures(1, textures, 0); // 生成材质编号 gl.glBindTexture(GL10.GL_TEXTURE_2D, textures[0]); // 通知OpenGL绑定这个材质编号 // 材质纹理的尺寸可能大于或小于渲染区域，所以要设置纹理在放大或缩小时的模式 // GL_TEXTURE_MAG_FILTER表示放大的情况，GL_TEXTURE_MIN_FILTER表示缩小的情况 // 常用的两种模式为GL10.GL_LINEAR和GL10.GL_NEAREST。 // 使用GL_NEAREST会得到较清晰的图像，使用GL_LINEAR会得到较模糊的图像 gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL10.GL_NEAREST); gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL10.GL_LINEAR); // 当定义的材质坐标点超过UV坐标的区域范围(UV坐标为0,0到1,1)，就要告诉OpenGL如何渲染这些不存在的纹理 // GL_TEXTURE_WRAP_S表示水平方向，GL_TEXTURE_WRAP_T表示垂直方向 // 有两种设置：GL_REPEAT表示重复Texture，GL_CLAMP_TO_EDGE表示只靠边线绘制一次 gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_S, GL10.GL_CLAMP_TO_EDGE); gl.glTexParameterf(GL10.GL_TEXTURE_2D, GL10.GL_TEXTURE_WRAP_T, GL10.GL_CLAMP_TO_EDGE); // 将位图Bitmap和纹理Texture绑定起来，即指定一个具体的材质资源 GLUtils.texImage2D(GL10.GL_TEXTURE_2D, 0, mBitmap, 0); } // 在表面变更时触发 @Override public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) { gl.glViewport(0, 0, width, height); // 设置输出屏幕大小 gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION); // 设置投影矩阵 gl.glLoadIdentity(); // 重置投影矩阵 // 设置透视图视窗大小。第二个参数是视角，越大则视野越广；第三个参数是宽高比 // 第四个参数表示眼睛距离物体最近处的距离；第五个参数表示眼睛距离物体最远处的距离 // gluPerspective和gluLookAt需要配合使用，才能调节观察到的物体大小 GLU.gluPerspective(gl, 8, (float) width / (float) height, 0.1f, 100.0f); gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW); // 选择模型观察矩阵 gl.glLoadIdentity(); // 重置模型矩阵 } // 执行框架绘制动作 @Override public void onDrawFrame(GL10 gl) { // 清除屏幕和深度缓存 gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT); gl.glLoadIdentity(); // 重置当前的模型观察矩阵 // 下面根据类型设置不同的观测点 if (mType == 0 || mType == 4) { // 东半球 GLU.gluLookAt(gl, 0.0f, 0.0f, 70.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f); } else if (mType == 1) { // 西半球 GLU.gluLookAt(gl, 0.0f, 0.0f, -70.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f); } else if (mType == 2) { // 北半球 GLU.gluLookAt(gl, 0.0f, 70.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f); } else if (mType == 3) { // 南半球 GLU.gluLookAt(gl, 0.0f, -70.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f); } gl.glRotatef(mAngle, 0, 1, 0); // 设置旋转角度，转动地球仪 mAngle++; drawGlobe(gl); // 绘制地球仪 } } // 绘制地球仪 private void drawGlobe(GL10 gl) { gl.glEnableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); // 启用材质开关 gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY); // 启用顶点开关 for (int i = 0; i <= mDivide; i++) { // 将顶点坐标传给 OpenGL 管道 gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, mVertexList.get(i)); // 声明纹理点坐标 gl.glTexCoordPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, mTextureCoords.get(i)); // GL_LINE_STRIP只绘制线条，GL_TRIANGLE_STRIP才是画三角形的面 gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, mDivide * 2 + 2); } gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY); // 禁用顶点开关 gl.glDisableClientState(GL10.GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); // 禁用材质开关 } }
XML文件
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical" > <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:orientation="horizontal" > <TextView android:layout_width="0dp" android:layout_height="wrap_content" android:layout_weight="1" android:gravity="right" android:text="球体贴图类型：" android:textColor="@color/black" android:textSize="17sp" /> <Spinner android:id="@+id/sp_type" android:layout_width="0dp" android:layout_height="wrap_content" android:layout_weight="1" android:spinnerMode="dialog" /> </LinearLayout> <!-- 注意这里要使用控件的全路径android.opengl.GLSurfaceView --> <android.opengl.GLSurfaceView android:id="@+id/glsv_content" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="400dp"/> </LinearLayout>
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